应用XFEM模拟研究钻杆裂纹扩展过程

• 作者: 刘晓峰 曾晓健 林铁军 练章华 陈勇
• 来源期刊: 重庆大学学报
• 学科: 工学
• 关键词: XFEM 裂纹扩展 钻杆 失效 动态模拟
• 年，卷（期）: 2010,（7）
• 页码范围: 123-128
• 分类号: TE242
• 语种: 中文

摘要

钻杆裂纹扩展是一个典型的不连续问题,采用常规有限元方法难以实现裂纹扩展过程的仿真模拟,而扩展有限元法(XFEM)是近年来发展起来的分析断裂问题的一种有效方法.在介绍了扩展有限元法的基本原理的基础上,建立了基于XFEM的含不同深度初始裂纹的5in钻杆在拉力和扭矩共同作用下的裂纹扩展模型.通过钻杆裂纹扩展过程的分析后发现,钻杆的初始裂纹深度小于1mm时,裂纹不易扩展,但初始裂纹深度超过2mm时裂纹会在相对较低的外载荷下扩展,且扩展面较大并与初始裂纹面存在一定夹角,最终造成钻杆断裂失效.通过对钻杆裂纹的扩展过程仿真模拟,展示了XFEM在钻具断裂失效分析方面的独特优势,并为这方面的研究提供了一种新方法.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	练章华	西南石油大学油气藏地质与开发国家重点实验室	190	1827	21.0	31.0
2	林铁军	西南石油大学油气藏地质与开发国家重点实验室	52	380	12.0	17.0
3	陈勇	西部钻探工程有限公司克拉玛依钻井工艺研究院	15	96	7.0	9.0
4	曾晓健		1	18	1.0	1.0
5	刘晓峰	西南分公司工程技术研究院	1	18	1.0	1.0